物联网监测系统的可靠性分析及优化

随着物联网技术的发展和应用的普及，由此带来的物联网系统的可靠性问题变得更为突出。因此如何保证物联网系统的可靠性成为当下研究的热点。本书的研究工作主要围绕物联网监测系统的可靠性分析和优化问题进行，以基于物联网的雾霾重点污染源监测系统为背景，构建物联网系统的可靠性保障机制及其优化策略，并对物联网系统的可靠性进行评估。本书在概述研究背景、意义和动机的基础上，对当前物联网的近期新发展现状及物联网可靠性研究现状进行了较深入的分析，并就物联网监测系统的可靠性及优化进行了6个方面的探索研究，取得了一定的成果。本书不仅可以作为计算机和物联网等相关专业高年级本科生或研究生的教材，也适合所有希望了解物联网的工程技术人员阅读。

第1章绪论
1.1研究背景
1.1.1物联网产业发展进入新阶段
1.1.2物联网系统面临的可靠性问题
1.2研究意义
1.3研究动机
1.4研究内容与贡献
1.5本书的组织结构
1.6课题来源
第2章相关概念及研究综述
2.1相关概念
2.1.1物联网的体系结构
2.1.2可靠性
2.1.3可靠性分析方法
2.2物联网系统可靠性
2.2.1定义
2.2.2物联网系统可靠性相关研究
2.3物联网系统可靠性保障机制研究
2.3.1感知层容错机制研究
2.3.2网络层容错机制研究
2.3.3应用层容错机制研究
2.4物联网中数据质量的保障机制
2.4.1离群值检测
2.4.2插值
2.4.3数据集成
2.4.4删除重复数据
2.4.5数据清洗
2.5感知数据的可靠性保障机制研究
2.5.1基于监督的机制
2.5.2无监督的机制
2.6离群值检测方法
2.6.1单变量离群值检测方法
2.6.2多变量离群值检测方法
2.7讨论和总结
第3章物联网监测系统节点的优化部署及可靠性量化分析
3.1本章引论
3.2问题描述
3.3内外验证模块化的节点部署机制与理论量化分析
3.3.1监测区域内部全覆盖的分析与计算
3.3.2监测区域内部簇结构的可靠性量化分析
3.3.3监测区域外围节点部署的分析与计算
3.4不同冗余结构的远程传输主干可靠性保障机制与量化分析
3.4.1不同冗余结构的可靠性量化分析
3.4.2不同冗余系统的可靠性比较
3.5仿真及结果分析
3.5.1不同的节点部署机制下的总层数和总的簇头节点数
3.5.2基本监测体的个数和多级簇结构的可靠性关系
3.5.3不同冗余系统的可靠度和失效前的平均工作时间
3.6本章小结
第4章物联网监测系统簇头节点的容错机制研究
4.1本章引论
4.2系统模型
4.2.1网络模型
4.2.2故障模型
4.3容错机制和簇头可靠性模型
4.3.1SBDTM容错机制
4.3.2SBDTM算法
4.3.3基于马尔可夫模型的簇头节点可靠性建模
4.4性能分析
4.4.1能耗分析
4.4.2恢复时延分析
4.5性能评估
4.5.1仿真环境设置
4.5.2簇头节点的可靠性
4.5.3不同可靠性保障机制下能耗的比较
4.5.4不同可靠性保障机制下恢复时延的比较
4.5.5网络消耗的总能量
4.5.6死亡节点数比较
4.5.7吞吐量比较
4.5.8丢包率比较
4.5.9复杂度分析
4.6本章小结
第5章物联网监测数据的可靠性反演与修正模型
5.1本章引论
5.2贝叶斯网络概述
5.2.1基本概念
5.2.2贝叶斯网络的构建
5.3反演的准确度影响因素分析
5.3.1反演指标体系的构建
5.3.2反演指标的预处理
5.3.3反演指标很优权重的获取
5.4多属性条件下物联网监测数据的可靠性反演
5.4.1不同分属性污染源量化值的计算
5.4.2不同分属性污染源排放等级划分和说明
5.4.3物联网监测数据的可靠性反演
5.5系统测试与分析
5.5.1数据采集和处理
5.5.2污染源排放数据的反演
5.6本章小结
第6章物联网监测数据的离群值检测算法
6.1本章引论
6.2问题描述
6.3基于MARS回归模型和概率规划的多元离群点检测算法
6.3.1MARS回归模型
6.3.2概率规划与贝叶斯推理
6.3.3概率模型
6.4实验设计与分析
6.4.1实验设计
6.4.2实验结果及讨论
6.5本章小结
第7章物联网监测系统用户服务的可靠性与能耗的优化分析
7.1本章引论
7.2用户服务的可靠性建模及物联网监控中心的总能耗
7.2.1用户服务的可靠性建模
7.2.2物联网监控中心的总能耗
7.3基于用户服务可靠性的物联网监控中心能耗优化模型
7.4基于优选最小蚁群算法的优化问题求解
7.4.1路径决策概率
7.4.2资源规范化处理
7.4.3启发式因子
7.4.4信息素的更新
7.4.5基于优选最小蚁群算法的优化算法
7.5实验结果与分析
7.5.1部署的服务器数量
7.5.2物联网监控中心的功耗
7.6本章小结
第8章物联网监测系统可靠性评估与应用
8.1本章引论
8.2计算方法和模型
8.2.1基于层次分析法的因素权重确定
8.2.2模糊综合评价法模型
8.3实例分析
8.3.1权重计算
8.3.2基于物联网的雾霾重点污染源监测系统可靠性模糊综合评价
8.4本章小结
第9章结论
9.1本书的主要贡献与结论
9.2进一步的工作
参考文献